分子たちが手をつないでいた！
〜希土類配位高分子の発見〜 Molecules connected both hands!
‒ Discovery of lanthanide coordination polymer ‒

私の専門は錯体光化学です。錯体とは、金属と有機分子が結合したものを指します。私はこれまで大阪と京都および奈良で研究活動を続け、2010年4月に北海道大学工学研究院に着任しました。そこで新たに出会ったのが「配位高分子」です。一般の高分子は有機分子同士が強く結合しているのに対し、配位高分子は金属イオンと有機分子がゆるやかに結びつき、それが単一分子ではなく高分子になっていた点が非常に新しい発見となりました。

それは実験を行っていた学生の偶然の発見から始まりました。当初は特殊な構造の希土類錯体（希土類イオンのまわりに有機分子を取りつけた単一分子で、美しい発光を示す）を合成する予定でしたが、あるとき有機溶媒に全く溶けない物質ができてしまいました。そこから得られた白色粉体は、赤色によく光るが構造がわからない。謎の物質を作ってしまったのです。

通常なら謎の物質はお蔵入りですが、あまりにも強く赤色に発光する白色粉体が気になった私は、その構造を調べるために北海道大学理学研究院の加藤昌子教授にご相談し、液-液拡散法という単結晶作成方法を教えてもらいました。

この結果こそがまさにEureka！ できた結晶の中では希土類錯体が手をつないで規則的に並んだ配位高分子を形成していたのです（図1）。金属錯体が高分子化する例は当時あまり報告されておらず、強く光る特性や熱耐久性も有することが明らかになりました。

謎の物質から転じた、新しい「希土類配位高分子」は現在、その発色を活かして化粧品のネイルやカラオケハウスのインテリアなど皆さんの身近なところで活用されています。また、温度によって色が変わる特性にも着目し、熱に強く温度センサーにもなる「カメレオン発光体」（図2）を作ることにも成功しました。これらの研究成果は、多くのメディアに紹介されています。

この希土類配位高分子の研究は８年目を迎え、今も進化しています。最新のディスプレイや発光印刷ポスターなど企業連携による応用展開と並行し、食物の成長を促す光として北大のロバスト農林水産工学研究にも参加しています。いい意味で“なんでもあり”の材料と出会うことができ、これからも学生や企業と一緒に研究開発そして応用を楽しんでいきたいと考えています。